مطالعه اثر مقیاس در مدلسازی فیزیکی پی های گسترده شمعی در ماسه تحت بارگذاری فشاری

پی­های گسترده در خاک­های ماسه­ای به طور معمول از ظرفیت باربری بالایی برخوردار بوده ولی میزان نشست در این خاک­ها ظرفیت باربری مجاز پی را محدود می­کند. امروزه بکارگیری پی­های گسترده شمعی به عنوان راه­حلی برای کاهش نشست بسیار رایج است. در چنین شرایطی سهم بیشتر بار به پی گسترده وارد می­شود و شمع­ها نقش کاهنده نشست را خواهند داشت. تعداد شمع­های مورد استفاده و محل قرارگیری آن­ها به گونه­ایست که نشست پی را به مقدار مجاز کاهش دهد. اندرکنش میان شمع – خاک – پی گسترده در پی گسترده شمعی پیچیده است. کارهای تحلیلی و عددی فراوانی در مورد پی­های گسترده شمعی انجام شده ولی کارهای آزمایشگاهی نسبتا اندک است. در این مقاله با مدلسازی فیزیکی بارگذاری فشاری پی­های گسترده شمعی در آزمایشگاه و نیز با کمک تحلیل عددی اجزاء محدود به ارزیابی رفتار این پی­ها در ماسه پرداخته است. شمع­های مورد آزمایش و پی گسترده بصورت بتنی درجا اجرا شدند. مدل­های فیزیکی مورد استفاده شامل شمع منفرد، شمع منفرد در بین­ شمع­های دیگر، پی گسترده و پی گسترده شمعی بودند. همچنی اثر مقیاس مدل فیزیکی بر روی نتایج مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که با قرارگیری شمع در بین شمع­های دیگر، ظرفیت باربری آن­ها افزایش می­یابد. همچنین با افزایش تعداد شمع­ها در زیر پی گسترده مقدار نشست پی به طور قابل ملاحظه­ای­ کاهش یافته است. با کمک مدلسازی عددی و نیز بکارگیری نظریه حالت بحرانی می­توان با دقت قابل قبولی از نتایج مدلسازی فیزیکی با ابعاد آزمایشگاهی در مقیاس واقعی نیز بهره جست.

کلیدواژه ها:

Piled Raft Foundations ، Cast-in-place Concrete Piles ، Sand ، Scale Effect ، Finite Element Analysis ، پی های گسترده شمعی ، شمع های بتنی درجا ، ماسه ، اثر مقیاس ، تحلیل عددی اجزاء محدود